KR20130018278A - 자동차 및 관련된 에너지 저장소 지지체 - Google Patents

자동차 및 관련된 에너지 저장소 지지체 Download PDF

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Abstract

자동차의 바닥부(5) 아래에 위치된 에너지 저장소 지지체(2)를 포함하는 자동차, 특히 전기 또는 하이브리드 추진식 자동차가 제공되는바, 상기 에너지 저장소 지지체(2)는 차량의 측방 측부 레일(4)들 사이에 고정된다. 자동차는, 자동차의 외부 차체(6)와 에너지 저장소(3) 사이에서 자동차의 바닥부(5) 아래에 위치된 공간 내에 장착되는 측방 충격 흡수용 수단(7, 8, 9)을 포함한다.

Description

자동차 및 관련된 에너지 저장소 지지체{Vehicle and associated energy reservoir support}
본 발명은, 자동차와 외부 요소 간의 충돌로 인한 충격 중에 에너지를 소산(dissipation)시키기 위한 시스템("범퍼(bumper)"로서 알려져 있음)을 구비한 에너지 저장소를 포함하는 자동차에 관한 것이다. 그 자동차는 예를 들어 전기 또는 하이브리드 추친식 자동차일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 자동차 바닥부 아래에 위치된 가스 또는 연료 탱크나 배터리와 같은 에너지 저장소를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
오늘날, 범퍼 시스템은, 자동차와 외부 요소 간의 충돌에 의해 발생하는 충격 에너지를 흡수하여 자동차의 지지 구조물이 가능한 적게 손상될 수 있게 되도록, 자동차의 전방부 및 후방부에 표준으로서 장착된다.
범퍼 시스템은 일반적으로, 충격 에너지를 변형력으로 변환시키는 충격 흡수부(impact absorber), 및 충격으로부터 귀결되는 에너지를 충격 흡수부로 전달할 수 있는 횡단부재와 같은 구성요소를 포함한다. 이와 같은 범퍼 시스템은, 충격 흡수부가 전방 또는 후방 비임(front or rear beam) 상에서 가능한 중앙에 위치되도록, 그리고 충격 에너지가 충격 흡수부로 전달되어 결국에는 전방 또는 후방 비임으로 전달되도록 설계된다.
에너지 소산 시스템(에너지 소산 시스템)은, 새로운 자동차의 설계에 연계된 상이한 요구조건들에 맞게 그리고 힘에 있어서의 상이한 표준에 맞게 지속적으로 적합화되어야 한다. 특히, 전기 또는 하이브리드 자동차가 나타남에 따라서, 충격 중에 배터리에 대한 열적 전기적 위험을 감소시키기 위하여, 배터리 보호 표준이 수립되었다. 자동차 바닥부 아래에 배터리를 설치함으로 인하여, 그 배터리에 대한 손상을 제한하기 위해서, 측부 충격 중에 에너지를 소산시키기 위한 시스템을 설계함이 필요하게 되었다.
그러므로, 본 발명의 과제는, 특히 전기 또는 하이브리드 추진식 자동차에서 자동차 바닥부 아래에 위치된 에너지 저장소를 포함하는 자동차로서, 자동차 바닥부 아래에 위치된 에너지 저장소에 대한 손상 위험을 최소화시키기 위하여 측방으로 최적화된 에너지 소산 시스템을 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 본 발명은 자동차 바닥부 아래에 위치된 에너지 저장소 지지체, 예를 들어 배터리들의 적층체를 포함하는 자동차를 제공한다. 에너지 저장소 지지체는 자동차의 측방 측부 부재들 사이에서 고정된다. 측부 부재는 자동차의 종방향으로 배치된 자동차 섀시의 일부분이다. 상기 자동차는 그 바닥부에 또는 바닥부 아래에 두 개의 측부 부재들을 구비하는데, 이 측부 부재들은 자동차의 대칭축에 대해 대칭을 이룬다.
상기 자동차는, 배터리와 같은 에너지 저장소와 자동차의 외측 차체 사이에서 자동차 바닥부 아래에 위치된 공간 안으로 삽입될 수 있는 측부 충격 흡수용 수단을 포함한다. 상기 충격 흡수 수단은 충격 에너지가 소산됨을 허용하는 변형가능한 구조의 형태를 취한다. 자동차의 상기 외측 차체는 일반적으로 자동차의 하측 몸체로 불린다.
유리하게는, 충격 흡수 수단이, 에너지 저장소 지지체의 양 측부에 위치된 측방 플레이트 및 주 측방 흡수부를 포함한다.
예를 들어, 각각의 측방 플레이트가 에너지 저장소 지지체에 고정되고, 주 측방 흡수부가 각각의 측부 부재와 에너지 저장소 지지체 사이에 위치된다.
충격 흡수 수단은, 자동차의 외측 차체와 주 측방 흡수부 사이에 위치된 적어도 하나의 2차 측방 흡수부를 포함할 수 있다.
유리하게는, 상기 2차 흡수부가 측방 플레이트들 각각에 고정된다.
상기 자동차는 에너지 저장소 지지체를 보강하기 위한 수단을 포함한다. 이 보강 수단은 주 측방 흡수부들 각각에 고정될 수 있는 적어도 하나의 수평 횡단부재를 포함한다.
또한, 상기 측방 플레이트는, 측부 부재들 중의 하나에 고정될 수 있고, 또한 스탬핑된 금속 시트를 포함한다.
주 측방 흡수부 및 2차 측방 흡수부는, 합성 재료 또는 금속성 재료로 만들어질 수 있고, 또한 충격시에 에너지를 소산시킬 수 있는 구조, 예를 들어 셀형 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 본 발명은 자동차 바닥부 아래에 고정될 수 있는 에너지 저장소 지지체를 제공한다.
상기 에너지 저장소 지지체는, 주 측방 흡수부 및 측방 플레이트를 포함하는 측부 충격 흡수용 수단을 포함한다.
유리하게는, 상기 흡수 수단이, 자동차의 외측 차체와 에너지 저장소 사이에서 자동차 바닥부 아래에 위치된 공간 안에 장착된다.
본 발명의 추가적인 목적, 특징, 및 장점들은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 비-제한적으로 제시되는 실시예들에 관한 하기의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1 에는 본 발명에 따른 자동차의 횡단면도가 도시되어 있고;
도 2 에는 단면선 II-II을 따라 취한 평면도가 도시되어 있으며;
도 3 에는 단면서 III-III을 따라 취한 측명도가 도시되어 있다.
도 1 에 도시된 자동차(1)는 예를 들어 전기 또는 하이브리드 자동차이다. 자동차(1)의 섀시(chassis)는 도시된 실시예에서는 전기 배터리들의 적층체(bank)인 에너지 저장소(3)를 위한 지지체(2)를 포함한다. 지지체(2)는 예를 들어 볼트(미도시)에 의하여 측방 측부 부재(4)들에 고정된다. 측방 측부 부재(4)들은 자동차의 종방향으로 배치된 자동차 섀시의 일부분에 해당된다. 지지체(2)는 자동차(1)의 바닥부(5)의 아래에 위치된다.
자동차(1)는 측부 충격의 에너지를 흡수하기 위한 수단을 포함한다. 이 흡수 수단은 자동차의 차체(6)와 배터리(3)들 사이의 가용한 공간 안으로 삽입된다.
충격 흡수 수단은 지지체(2)의 양 측부에 위치된 측방 플레이트(7)를 포함한다. 측방 플레이트(7)들은 예를 들어 용접에 의해서 지지체(2)에 고정될 수 있다. 이 측방 플레이트(7)들은, 에너지 흡수 성능을 향상시키기 위하여, 예를 들어 알루미늄 또는 스틸로 된 압출된 금속 플레이트로 만들어질 수 있다. 이들은 측방 측부 부재(4)들의 아래에 위치된다. 측방 플레이트(7)들은 예를 들어, 나사 연결에 의하여 또는 신속한 분리 및 재설치를 가능하게 하는 다른 시스템에 의하여, 자동차 구조체에 고정될 수 있다.
또한, 충격 흡수 수단은 지지체(2)의 양 측부에 위치된 주 측방 흡수부(8)를 포함한다. 각각의 주 측방 흡수부(8)는 지지체(2)와 각각의 측부 부재(4) 사이에 위치된다.
도시된 실시예에서, 충격 흡수 수단은 측방 플레이트(7)들 각각 상에 위치된 두 개의 2차 측방 흡수부(9)들도 포함한다. 2차 측방 흡수부(9)들은 자동차의 외측 차체(6)와 주 측방 흡수부(8) 사이에 위치된다. 보다 구체적으로, 그들은 측부 부재(4)들 각각과 외측 차체(6) 사이에 위치될 수 있다. 그러나, 이 측방 흡수부(9)들은, 자동차와, 자동차의 외측 차체(6)와 지지체(2) 사이에 있는 가용 공간에 따라서 상이한 위치에 배치될 수 있다. 필요에 따라서 2차 측방 흡수부(9)들이 두 개보다 적게 또는 그보다 많게 구비될 수 있다.
주 측방 흡수부(8)들 및 2차 측방 흡수부(9)들은, 예를 들어 스틸 또는 압출 알루미늄과 같은 금속성 재료로 만들어지거나 또는 폴리프로필렌(polypropylene; PP)과 같은 합성 재료로 만들어질 수 있고, 또한, 충격 시에 에너지를 소산시킬 수 있는 구조, 예를 들어 셀형 구조(cellular structure)(벌집 형태 등)를 가질 수 있는바, 그 셀들은 측부 부재(4)들에 대해 직각인 방향으로 지향된다. 흡수부들(8, 9)의 치수들은, 자동차(1)의 바닥부(5)와 지면 사이의 높이와 지지체(2)의 길이에 따라 정해진다.
자동차(1)는 보강 수단(stiffening means)을 포함할 수 있는바, 그 보강 수단은 횡단부재(10)들을 포함한다. 이 횡단부재(10)들은 나사 또는 임의의 다른 수단에 의하여 주 측방 흡수부(8)들 각각에 고정된다.
도 2 는 도 1 의 단면선 II-II 을 따라 취한 자동차의 평면도이다. 비제한적인 실시예로서, 여기에는 세 개의 횡단부재(10)들이 구비되어 있다. 횡단부재(10)들의 개수는 지지체(2)를 보강할 필요와 횡단부재들의 두께에 따라서 달라질 수 있다.
도 3 에는 도 1 의 단면선 III-III 을 따라 취한 자동차(1)의 측면이 도시되어 있다.
에너지 소산 시스템(energy dissipation system; 1)은 자동차(1) 외부의 지지체(2) 상에 장착되고, 지지체(2)는 측부 부재(4)들에 고정되는바, 이는 자동차(1)의 바닥부(5) 아래에 있는 가용 공간 내에 충격 흡수 수단(7, 8, 9)을 위치시키기 위한 것이다.
충격 흡수 수단의 위치 및 치수는 각 자동차에 맞게끔 적합화될 수 있다.
제2 실시형태에서는, 흡수부(9)가, 지지체에 고정된 측방 플레이트(7)에 고정되지 않고, 그 대신에 예를 들어 횡단부재(4) 또는 하측 몸체와 같은 자동차의 구조 요소(structural element)에 고정될 수 있다. 흡수부(8)를 횡단부재(4)에 고정시키는 것도 가능하다. 이러한 실시형태는, 횡단 방향으로 에너지 저장소, 특히 배터리에 필요한 공간을 감소시킨다는 장점을 갖는다.
위에서 설명된 본 발명에 의하여, 자동차가 전기 또는 하이브리드 자동차인 경우에 에너지 저장소, 보다 구체적으로는 배터리 지지체 내에 수납된 배터리들 또는 배터리가 자동차의 측방향 충돌 중에 보호된다. 충돌 중에는, 그 충격 에너지가 에너지 흡수 수단 및 보강 수단으로 전달된다. 그러면 상기 보강 수단은 에너지 저장소를 보호하고 또한 위험할 수 있는 손상의 위험을 방지하도록 충격 에너지에 의하여 압축된다.
도면들에 예시되고 위에서 설명된 실시예는 바닥부 아래에 장착된 배터리들이 구비되어 있는 자동차에 관한 것이다. 본 발명은, 가스 또는 연료 탱크와 같은 에너지원이 바닥부 아래에 위치된 다른 유형에 대하여도 큰 변형없이 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 자동차 바닥부(5) 아래에 위치된 에너지 저장소 지지체(2)를 포함하는 자동차, 특히 전기 또는 하이브리드 자동차로서, 상기 에너지 저장소 지지체(2)는 자동차의 측방 측부 부재(lateral side member; 4)들 사이에 고정되고,
    상기 자동차는, 자동차의 외측 차체(outer bodywork; 6)와 에너지 저장소(3) 사이에서 자동차 바닥부(5) 아래에 위치된 공간 내에 장착되는 측부 충격 흡수용 수단들(7, 8, 9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 흡수 수단(impact absorption means)은, 에너지 저장소 지지체(2)의 양 측부에 위치된 주 측방 흡수부(main lateral absorber; 8) 및 측방 플레이트(lateral plate; 7)를 포함하는, 자동차.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 측방 플레이트(7)는 에너지 저장소 지지체(2)에 고정된, 자동차.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    주 측방 흡수부(8)는 각각의 측부 부재(4)와 에너지 저장소 지지체(2) 사이에 위치된, 자동차.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 충격 흡수 수단은 자동차의 외측 차체(6)와 주 측방 흡수부(8) 사이에 위치된 적어도 하나의 2차 측방 흡수부(secondary lateral absorber; 9)를 포함하는, 자동차.
  6. 제 5 항에 있어서,
    측방 플레이트(7)들 각각에 2차 측방 흡수부(9)가 고정된, 자동차.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차는, 주 측방 흡수부(8)들 각각에 고정된 단부들을 구비한 적어도 하나의 수평 횡단부재(horizontal crossmember; 10)를 포함하는, 자동차.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 측방 플레이트(7)는 측부 부재(4)들 중의 하나에 고정된, 자동차.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 측방 플레이트(7)는 스탬핑된 금속 시트(stamped metal sheet)를 포함하고, 상기 측방 흡수부들(8, 9)은 합성 재료 또는 금속성 재료로 만들어지되 충격시에 에너지를 소산시킬 수 있는 구조, 예를 들어 셀형 구조(cellular structure)를 갖는, 자동차.
  10. 자동차 바닥부(5) 아래에 고정될 수 있는 자동차용 에너지 저장소 지지체로서,
    자동차의 외측 차체(6)와 에너지 저장소(3) 사이에서 자동차 바닥부(5) 아래에 위치된 공간 내에 장착되는 주 측방 흡수부(8) 및 측방 플레이트(7)를 포함하는 측부 충격 흡수용 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 에너지 저장소 지지체.
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